IPSec由一系列的协议组成,除IP层的协议完全结构外,还包括了AH、ESP、ISAKMP、ISAKMP的因特网IP安全解释域、IKE、OAKLEY密钥协议确定等。ESP和AH定义协议、载荷头的格式以及它们提供的服务、包的处理规则。IKE要完成两个任务:安全关联(SA)的集中化管理;密钥的生成和管理。
IPSec有两种使用方式:传输模式与隧道模式。传输模式用于保护主机间端到端的安全通信,隧道模式用于在安全网关间建立一条安全的虚拟通信隧道。工作原理如下图所示:

  基于IPv4的网络安全机制只建立在应用程序级,其设计之初没有考虑安全性,IPv4包本身并不具备任何安全特性,导致在网络上传输的数据很容易受到各式各样的攻击。为了加固因特网的安全性,保障IP层的安全,在IPv6上集成IPSec显得十分必要。TCP/IPv6协议簇中的协议可以从IPSec中受益,例如,用于IPv6的OSPFv6路由协议就去掉了用于IPv4的OSPF中的认证机制。作为IPSec的一项重要应用,IPv6集成了虚拟专用网(VPN)的功能,使用IPv6可以更容易地、实现更为安全可靠的虚拟专用网。

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